Learning to Use the Sharp MZ-80K

Learning to Use the Sharp MZ-80K pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

出版者:Gower Publishing Ltd
作者:Roger Morton
出品人:
页数:0
译者:
出版时间:1983-11-30
价格:0
装帧:Paperback
isbn号码:9780566034992
丛书系列:
图书标签:
  • Sharp MZ-80K
  • 复古计算
  • 8位机
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具体描述

数字时代的编程启蒙:汇编语言与系统底层探索 本书聚焦于现代微处理器架构的底层逻辑、汇编语言的编程艺术,以及操作系统内核的初探。 在这个软件定义一切的时代,深入理解计算机如何真正“思考”变得前所未有的重要。本书旨在为那些渴望超越高级语言表层、直抵硬件核心的读者提供一套严谨而实用的知识体系。我们不关注特定年代的家用电脑特性,而是着眼于通用的计算原理和现代CPU的设计哲学。 第一部分:计算基石——二进制世界的构建 本部分将奠定读者对计算机工作原理的根本理解,这是后续所有复杂编程的基础。 第一章:从真空管到硅晶片:计算历史的演进与冯·诺依曼模型 数字逻辑与布尔代数重述: 深入探讨AND, OR, NOT, XOR等基本逻辑门如何构成加法器、多路选择器和触发器。 核心架构解析: 详细阐述存储程序概念、程序计数器(PC)、指令寄存器(IR)、算术逻辑单元(ALU)和控制单元(CU)之间的协同工作机制。我们将使用现代主流CPU(如x86-64或ARMv8)的简化模型进行概念性讲解,而非历史机型。 数据表示的奥秘: 不仅仅是原码、反码和补码,更深入探讨浮点数的IEEE 754标准,以及在内存中如何高效地组织字符串、数组和结构体。 第二章:汇编语言:机器的母语 汇编语言是连接软件与硬件的桥梁。本书将专注于一种现代或经典的通用汇编语言(例如,使用x86或RISC-V的简化指令集作为教学示例),以教授核心概念。 指令集架构(ISA)概览: 区分精简指令集(RISC)和复杂指令集(CISC)的设计哲学及其对性能的影响。 寄存器深度剖析: 详细介绍通用寄存器、专用寄存器(如栈指针SP、基址指针BP、标志寄存器FLAGS)的功能及其在函数调用和数据处理中的作用。 寻址模式的艺术: 深入分析直接寻址、间接寻址、变址寻址等方式,理解它们如何影响内存访问效率。 数据传送与算术逻辑操作: 实践MOV, ADD, SUB, AND, OR, SHIFT等基本指令,理解溢出、进位和零标志位的意义。 控制流的实现: 使用JMP, CALL, RET指令构建条件分支和循环结构,理解程序执行路径是如何被精确控制的。 第二部分:程序结构与内存管理 本部分将把汇编指令组织成结构化的程序,并探讨程序在物理和虚拟内存中的生命周期。 第三章:函数调用约定与栈帧的构建 过程调用机制: 详细讲解函数是如何被调用的,包括参数的传递方式(寄存器或栈),以及返回地址的保存。 栈帧(Stack Frame)的生命周期: 如何在调用函数时“推入”(PUSH)和“弹出”(POP)数据,设置局部变量空间,以及遵循标准的调用规范(如cdecl或fastcall)。 递归的底层实现: 通过一个简单的递归函数实例,直观展示栈在处理深度嵌套调用时的关键作用。 第四章:内存层次结构与性能优化 理解CPU如何与不同速度的存储介质交互,是编写高效代码的关键。 缓存(Cache)的工作原理: 介绍L1、L2、L3缓存的结构、命中率、冲突和伪关联性。讲解局部性原理(时间局部性和空间局部性)在汇编优化中的体现。 内存对齐与数据结构布局: 分析不正确的内存对齐如何导致性能下降,并展示如何通过字节填充(Padding)来优化结构体访问速度。 内存访问模式与流水线: 探讨顺序访问与跳跃访问对CPU指令流水线的冲击,以及如何通过代码重排(Code Reordering)来提高吞吐量。 第三部分:系统交互与底层接口 本部分将指导读者如何让汇编代码与操作系统环境进行安全、有效的交互。 第五章:中断、异常与系统调用 中断(Interrupts)的机制: 区分硬件中断(如定时器、I/O完成)和软件中断(系统调用)。讲解中断描述符表(IDT)的作用。 特权级别与保护模式基础: 介绍现代操作系统如何使用不同的CPU运行级别(Ring 0到Ring 3)来保护内核资源。 系统调用的艺术: 实践如何通过特定的指令(如`INT 0x80`或`SYSCALL`)向操作系统内核请求服务(如文件I/O、进程创建),并解析返回值的处理流程。 第六章:I/O端口与外设通信入门 端口映射与内存映射I/O: 解释CPU如何通过I/O地址空间或内存地址空间与外部设备通信。 简单的串行通信模拟: 选取一个经典的、基于端口的设备(如现代PC上的PIT或COM端口的简化模型),演示如何使用IN/OUT指令进行数据的读写和状态查询。 驱动程序设计思维: 探讨编写底层驱动程序时,状态机管理和错误处理的汇编实现思路。 总结与展望 本书旨在培养读者对计算本质的深刻洞察力。掌握汇编语言和系统底层原理,不仅能让你成为更出色的系统程序员、编译器开发者或嵌入式工程师,更能让你在面对任何新的编程范式时,都能迅速理解其背后的效率考量和设计权衡。读者将具备阅读和理解其他系统级代码(如操作系统内核、引导扇区代码或高性能库)的基础能力。 目标读者: 计算机科学专业高年级学生、希望深入理解CPU架构的软件工程师、对操作系统内核和嵌入式系统感兴趣的业余爱好者。

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读后感

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用户评价

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这本书的封面设计实在是太抓人眼球了!那种复古的色彩搭配和略带磨损感的字体,瞬间就把我带回了八十年代初那个充满电子味儿的房间里。我记得我当时是在一个二手书店的角落里发现它的,书页泛黄,散发着一种旧时光特有的、淡淡的纸张和灰尘混合的味道。我拿起它的时候,心里涌起一股强烈的冲动,仿佛触摸到了那个时代最前沿的科技脉搏。这本书的装帧很朴实,没有现在许多技术书籍那种花哨的封面设计,但正是这种质朴,反而显得格外真诚和可靠。我甚至能想象到当初的设计师是如何在有限的印刷技术下,力求将那个复杂的主题以最直观的方式呈现出来。光是翻开扉页,看到那整齐的印刷和清晰的章节标题,就让人感到一种被认真对待的尊重。对于一个对早期个人电脑历史有情怀的人来说,光是这本书的“外在美”,就已经值回票价了。它不仅仅是一本手册,更像是一件精心保存下来的历史文物,静静地躺在那里,等待着被重新发掘和欣赏。它让我对即将阅读的内容充满了期待,那是一种对未知的、却又无比熟悉的数字世界的向往。

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书中的插图和示意图,虽然受限于当时的印刷技术,显得线条粗犷且分辨率不高,但它们的清晰度和信息密度却令人赞叹。这些图表并不是用来美化版面的装饰品,而是作为理解复杂电路逻辑或数据流动的关键辅助工具。例如,那些手工绘制的逻辑流程图,虽然边缘不甚平滑,但每一个方框和箭头都指向一个明确的操作步骤,没有一丝含糊不清的地方。我发现,即使是看那些关于内存寻址的示意图,你也能够清晰地勾勒出数据在RAM和寄存器之间穿梭的路径。更难得的是,作者在图注中给予了非常详尽的解释,仿佛在用手指向图中的每一个细节,确保读者不会遗漏任何一个关键点。在那个没有高清屏幕和交互式模拟器的年代,这些静态的、却又充满信息量的图解,就是读者理解机器内部运作的最直接窗口。它们以一种最古老却也最有效的方式,架起了抽象的计算机概念与具体的物理硬件之间的桥梁。这本书的图文配合,展现了一种技术写作的黄金标准:所有视觉元素都是为了服务于概念的精确传达。

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这本书的排版风格简直就是那个时代技术文档的活化石,布局紧凑到让人有点喘不过气来,但仔细品味后,却发现其中蕴含着一种严谨的、不容置疑的逻辑美学。每一页的文字密度都非常高,几乎没有浪费任何空白区域,这在今天这个追求“留白”和“易读性”的时代是很难想象的。我必须承认,刚开始阅读时,我的眼睛需要不断地适应这种密集的结构,很多长句都需要我反复阅读才能完全消化其中的技术细节。但奇妙的是,当你真正沉浸进去后,这种排版反而形成了一种强大的“沉浸场”。它强迫你把注意力全部集中在文字本身,而不是被那些分散注意力的图表或边注所干扰。那些使用等宽字体打印出来的代码片段,即便只是静静地躺在那里,也仿佛能听到键盘敲击的“嗒嗒”声。这是一种非常“硬核”的阅读体验,它不迎合初学者,而是直接将你带入到那个需要投入大量精力去理解机器语言的真实环境。这种挑战性,正是老一辈计算机书籍的魅力所在,它让你感觉自己不是在“学习”,而是在进行一场严肃的、知识的“勘探”。

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初次接触这本书时,我最惊讶的是它所采用的论述方式——那种近乎于对话又带着一丝不苟的导师口吻。作者似乎不是在写一份教科书,更像是在一位经验丰富的工程师的指导下,进行一次耐心的、手把手的实践教学。行文之间偶尔会出现一些略带幽默或个人感想的插句,但这些调剂恰到好处,它们打破了纯粹技术描述的枯燥,让冰冷的指令系统有了一丝人情味。比如,在解释某个内存地址的分配时,作者会插入一句类似“瞧,我们又给这台小机器塞进去了一个秘密,但别担心,它会保守这个秘密的”这样的句子。这种叙事手法极大地降低了早期微型计算机编程的门槛,它没有高高在上地宣布“这是标准”,而是邀请读者一同来探索这个新奇的硬件。我能感受到作者对这台机器的热爱和对知识分享的迫切愿望。这种风格在当代的很多技术书籍中已经非常罕见,现在的作者往往更倾向于采用模块化、标准化的语言,而这本书则更像是一封写给未来爱好者的热情洋溢的“情书”。

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这本书在内容组织上展现出了一种独特的、与现代软件开发思路截然不同的“自底向上”的构建哲学。它没有上来就抛出复杂的应用框架或者高级语言的语法糖。相反,它似乎要求读者必须从最基础的硬件操作原理开始,一步步地认识CPU的寄存器、内存映射以及中断处理机制。这种结构安排,虽然在效率上可能不如现代教材那样直奔主题,但它带来的底层理解是无价的。你读完这本书后,不会仅仅学会如何写出一行能跑的程序,而是会深刻理解为什么这行程序能够运行,以及在电子层面发生了什么。很多章节都在强调“动手实践”的重要性,几乎每隔几页就会有一个需要读者亲自输入代码并观察硬件反馈的实验环节。这种对基础的执着,反映了那个时代计算资源的稀缺和对每一个字节都精打细算的工程师精神。它培养的不是“代码搬运工”,而是真正的“机器对话者”。这种扎根于物理和逻辑核心的教学方法,让人对计算机科学的本质有了更深层次的敬畏。

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